低氧外泌体调控CSPCs归巢分化促进软骨原位再生的研究
批准号:
81801929
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
21.0 万元
负责人:
薛珂
依托单位:
学科分类:
体表组织器官畸形、损伤与修复、再生
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘凯、夏万尧、张小蝶、陈亚红、张慧中、陈筑昕
中文摘要
软骨原位再生技术为软骨缺损修复提供了一种崭新的治疗方法,而软骨原位再生技术的核心—刺激干细胞迁移归巢至软骨缺损区依然是个难题。研究表明低氧环境可以促进干细胞归巢分化,而外泌体在传递细胞归巢分化信号过程中起着重要作用。因此,我们拟探索低氧预处理干细胞来源外泌体调控CSPCs归巢分化促进软骨原位再生的可行性及相关机制。首先,研究低氧对CSPCs体外迁移分化能力的影响;其次,研究低氧预处理的干细胞来源的外泌体对CSPCs体外迁移分化和体内归巢分化能力的作用。再次,过表达或干扰干细胞中HIF-1α后获取外泌体,评价外泌体介导HIF-1α对CSPCs迁移分化的影响;最后,将过表达HIF-1α的干细胞来源外泌体复合水凝胶移植到软骨缺损部位,探索低氧外泌体介导HIF-1α 调控CSPCs归巢分化促进软骨原位再生的相关机制。
英文摘要
Cartilage in situ regeneration provides a new option for cartilage defect repair, and the core of cartilage in situ regeneration--stimulating stem cells homing and differentiation in cartilage defect area, remains a difficult problem. Some studies indicated that hypoxia environment could promote the homing and differentiation of stem cells, and the exosomes plays a vital role in transmitting signal of cell homing and differentiation. Therefore, we try to explore the feasibility and mechanism of CSPCs homing and differentiation mediated by hypoxic exosomes in promoting cartilage in situ regeneration. First, we want to study the effect of hypoxia on migration and differentiation of CSPCs in vitro. Secondly, we would study the effect of exosomes derived from stem cells under hypoxia on the migration and differentiation of CSPCs, and the ability of homing and differentiation in vivo. Then, exosomes was harvested from stem cells treated with HIF-1 alpha over-expression or interfered with HIF-1 alpha shRNA, the impact of exosomes mediated HIF-1 alpha on CSPCs migration and differentiation was assessed; finally, exosomes from stem cell treated with over expression of HIF-1 alpha combined with hydrogel was transplanted into cartilage defects to explore the mechanism of HIF-1 alpha mediated hypoxia exosomes regulating CSPCs homing and differentiation in cartilage regeneration in situ.
软骨来源干细胞为软骨组织工程提供理想种子细胞。我们利用纤维连接蛋白黏附法从软骨中分离培养软骨干细胞,并进行传代。这一群细胞高表达干细胞表面阳性标志物CD 29、CD90,几乎不表达干细胞表面阴性标志物CD34、CD45。经过体外2周培养,单个细胞均能形成细胞克隆。三向诱导分化显示软骨来源的干细胞具备成软骨、成骨和成脂分化能 力。我们比较了软骨细胞,骨髓间充质干细胞,以及软骨干细胞的增殖能力,发现软骨干细胞的增殖能力要高于软骨细胞(P〈0.05),然而低于骨髓间充质干细胞的增殖能力 (P〈0.05); 在比较软骨细胞和骨髓间充质干细胞,以及软骨干细胞的成软骨能力, 我们发现软骨干细胞的成软骨能力要明显优于骨髓间充质干细胞(P〈0.05),并且不容易发生血管化。组织学染色和GAG,以及软骨特异性基因的表达(aggrecan, collagen II, Sox-9等)检测结果也证实了以上结论。 . 外泌体(Exosomes)是细胞分泌到胞外的一种囊泡(Extracellular Vesicles,EVs),含有丰富的内含物(包括核酸、蛋白和脂质等),参与细胞间的分子传递。外泌体广泛参与细胞间物质运输与信息传递,调控细胞生理活动。低氧是各种病症中常见的生理和病理应激反应,且外泌体广泛参与了低氧损伤机制及其适应机制。在目前的研究中,我们检测了低氧ADSCs来源的EV的特征,评估低氧性脂肪干细胞(ADSCs)来源EVs对CSPCs增殖,分化和凋亡的影响。结果表明,大多数ADSC来源EVs呈圆形或圆杯状形态,直径40–1000 nm,表达CD9、CD63和CD81。低氧的ADSCs来源的EVs增强了CSPCs的迁移和增殖和分化,并且增加软骨相关基因的表达,产生更多的软骨基质和蛋白多糖。. 在本课题的资助下,我们发表了5篇 SCI 文章,正在申请的专利2项。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
登录
查看更多内容
An effective strategy for preparing macroporous and self-healing bioactive hydrogels for cell delivery and wound healing
制备用于细胞递送和伤口愈合的大孔和自愈生物活性水凝胶的有效策略
DOI:
10.1016/j.cej.2021.130677
发表时间:
2021
期刊:
Chemical Engineering Journal
影响因子:
15.1
作者:
[Xin Zhang, Ying Li, Dan He, Zhijie Ma, Kai Liu, Ke Xue, Haiyan Li]
通讯作者:
Haiyan Li
DOI:
10.1016/j.bioactmat.2021.11.030
发表时间:
2022-09
期刊:
Bioactive materials
影响因子:
18.9
作者:
[Liu X, Mao X, Ye G, Wang M, Xue K, Zhang Y, Zhang H, Ning X, Zhao M, Song J, Zhang YS, Zhang X]
通讯作者:
Zhang X
Calcium silicate-human serum albumin composite hydrogel decreases random pattern skin flap necrosis by attenuating vascular endothelial cell apoptosis and inflammation
硅酸钙-人血清白蛋白复合水凝胶通过减轻血管内皮细胞凋亡和炎症来减少随机型皮瓣坏死
DOI:
10.1016/j.cej.2021.130285
发表时间:
2021-06-05
期刊:
CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
影响因子:
15.1
作者:
[Xu, Peng, Xing, Min, Liu, Kai]
通讯作者:
Liu, Kai
Hypoxic ADSCs-derived EVs promote the proliferation and chondrogenic differentiation of cartilage stem/progenitor cells.
缺氧的 ADSC 衍生的 EV 促进软骨干/祖细胞的增殖和软骨分化
DOI:
10.1080/21623945.2021.1945210
发表时间:
2021-12
期刊:
Adipocyte
影响因子:
3.3
作者:
[Xue K, Jiang Y, Zhang X, Wu J, Qi L, Liu K]
通讯作者:
Liu K
Cartilage progenitor cells combined with PHBV in cartilage tissue engineering
软骨祖细胞联合PHBV在软骨组织工程中的应用
DOI:
10.1186/s12967-019-1855-x
发表时间:
2019-03-29
期刊:
JOURNAL OF TRANSLATIONAL MEDICINE
影响因子:
7.4
作者:
[Xue, Ke, Zhang, Xiaodie, Liu, Kai]
通讯作者:
Liu, Kai
低氧外泌体介导miR-126经Ras/Erk通路诱导皮肤原位再生的研究及相关机制
-
批准号:82272290
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:52万元
-
批准年份:2022
-
负责人:薛珂
-
依托单位:
国内基金
海外基金